The effect of arterial wall thickness and conductivity on electromagnetic flowmeter readings

The performance of electromagnetic flowmeters is reviewed in the light of data concerning the tensor conductivity of arterial walls. The muscular structures and its effect on external contact flowmeters is discussed. The situations where the wall effects must be considered are outlined and experimentally demonstrated. Maxwell's equations for the external contact electromagnetic flowmeter are solved considering the difference in conductivity of the wall radially and angularly. The importance of the blood conductivity to the wall conductivity ratio is also demonstrated. It is shown that for situations where the ratio of inside diameter to outside diameter of an artery changes during a flowmeter test, the sensitivity of the flowmeter changes. This is shown to be an important consideration in research studies where vasodilation and vaso-constructors are used.The applicability ofin vitro flowmeter calibrations toin vivo measurements is also considered.SommaireL'article présente les performances des débitmètres électromagnétiques à la lumière des données concernant la conductivité des parois artérielles. On y examine l'effet de la structure musculaire sur le débitmétre à contact externe. Les cas où les effets de paroi doivent être pris en considération sont exposés et démontrés expérimentalement. Les équations de Maxwell pour le débitmètre électromagnétique à contact externe sont résolues en considérant les différences de conductivité radiales et angulaires de la paroi. On y présente l'importance du rapport de la conductivité sanguine à la conductivité de la paroi. On montre aussi que dans les cas où le rapport du diamètre intérieur au diamètre extérieur d'une artère varie au cours d'une mesure, la sensibilité du débitmètre varie également: cette dernière considération est importante dans le études où la vasodilatation et les vasoconstricteurs sont utilisés.On y étudie la validité des calibrations de débitmètresin vitro relatives aux mesuresin vivo.ZusammenfassungÜber die Leistung elektromagnetischer Flowmeter wird im Lichte von Ergebnissen über die Leitfähigkeit von Arterienwänden berichtet. Die Muskelstruktur und ihr Einfluß auf Flowmeter mit Außenkontakt wird diskutiert. Es wird beschrieben und experimentell gezeigt, wann die Wandeffekte berüchsichtigt werden müssen. Für die elektromagnetischen Flowmeter mit Außenkontakt werden die Maxwell-Gleichungen gelöst unter Berücksichtigung der radiären und angulären Leitfähigkeitsunterschiede der Wand. Die Bedeutung des Verhältnisses der Blut- und der Wandleitfähigkeit wird ebenfalls demonstriert. Es wird gezeigt, daß sich bei Änderung des Verhältnisses von Innen- und Außendurchmesser einer Arterie während des Flowmeterbetriebs die Empfindlichkeit des Flowmeters verändert. Bei Untersuchungen unter Verwendung von Vasodilatatoren und Vasokonstriktoren sind diese Überlegungen wichtig.Die Anwendbarkeit vonin vitro-Eichung des Flowmeters auf diein vivo-Messungen wird ebenfalls untersucht.